ÖVERSIKT ÖVER FÖRÄDLING AV METALLER
Råmaterial
GRUVA
GRUVA
Gjutning
anrikning
av malm
METALLPRODUKTION
BASERAD PÅ MALM
och/eller
ÅTERVINNINGSMATERIAL
Produkter
Valsning/extrudering/
djupdragning
IT-teknologi
PLÅTÄMNE
STÅNGÄMNE
Kontorsmaterial
TRÅDÄMNE
Hushållsmaskiner
och tillbehör
Skeppsbygge
Återvunna metallprodukter
Bilar
Byggmaterial
METALLENS LIVSCYKEL
5. Metallens användning
6. Korrosion
Slitage
Utmattning
4. Bearbetning
av metallen
3. Tillverkning
av metallen
8. Återvinningen av
metallen
2. Anrikning
av malm
7. Återvinningsmetall
9. Avfall
1. Brytning
av malm
Tid……………………………………………………....
TILLVERKNING AV STÅL
- olegerat och låglegerat stål -
Av återvinningsstål
Malmbaserad
Järnkoncentrat
˜ 65 % Fe
Återvinningsstål
Koks och kalksten
Masugn
- smältning
- reduktion
Ljusbågsugn =
Elektrougn
- smältning
- färskning
- förlegering
Reduktionsreaktion:
C + FeO = CO + Fe
CO + FeO = CO2 + Fe
Råjärn
˜ 1450 °C
Smält råstål
Smält råstål
Konverter
- färskning
- förlegering
˜ 1650 °C
Färskningsreaktion:
[C]Fe + [O] = CO
Vakuumbehandling
(vid behov)
- avlägsning av väte
- avlägsning av kol
Skänkugn
- slutlegering
- justering av
temperatur
Stränggjutning
˜ 1550 °C
Slagg
Stålämne till valsning
TILLVERKNING AV ROSTFRITT STÅL
Reduktionsreaktion:
C + FeO = CO + Fe
3C + Cr2O3 = 2Cr + 3CO
Ferrokromugn
- malmkoncentrats smältning samt
reduktion med kol ˜ 1500 °C
Syre
Återvinningsstål
Återvinningsstål
Kromkonverter
- avlägsning av
kisel (Si) samt
delvis kol (C)
˜ 1650 °C
Reduktion med kisel,
reduktionsreaktion:
3Si + 2Cr2O3 =
4Cr + 3SiO2
50 %
50 %
EAFEAF
Ljusbågsugn
- smältning
Färskningsreaktion:
[C]Fe + [O] = CO
AOD-konverter
- färskning med syre (O2),
slaggreduktion med kisel (Si) ˜ 1600 °C
Syre
AOD
Stränggjutning
Syre (O2)
Kväve (N2)
Argon (Ar)
Kolet sjunker till
en låg halt.
Skänkugn
- justering av sammansättning
och temperatur ˜ 1500 °C
Slagg
Rostfritt stålämne till valsning
TILLVERKNING AV KOPPAR
malning
Anrikning av
kopparmalm
sidosten
- Kopparmineral
är kopparkis.
(CuFeS2)
inmatning av vatten
Syre + luft
Flammsmältning
˜ 1250 °C
↑
Malning (< 0,1 mm),
avskiljning av sidosten
koncentrat - kopparhalt ca. 30 %,
järnhalt ca. 30 %,
(Cu)
svavelhalt ca. 30 %
Avlägsning av järn (Fe) och svavel (S)
med luftanrikad syre
- nedsmältning av malmkoncentrat,
tilläggsenergi behövs ej
- produkt: kopparhalt ca. 70 %,
järnhalt ca. 10 %, svavelhalt ca. 20 %
Basreaktion vid flammsmältningen:
2CuFeS2 + 4O2 = Cu2S + 2FeO + 3SO2
Syre + luft
Konvertering
˜ 1200 °C
Luft
Anodugn och
anodgjutning
Ytterligare avlägsning av järn och svavel
med luftanrikad syre
- produkt: konverterkoppar
Reaktionen i början av konverteringen:
2CuFeS2 + 4O2 = Cu2S + 2FeO + 3SO2
Reaktionen i slutet av konverteringen:
Cu2S + O2 = 2Cu + SO2
Avlägsning av restsvavel Reaktionen:
med luftblåsning
[S]Cu + O2 = SO2
- produkt: anodkoppar,
storlek 1m x 1m x 0,05 m
- kopparhalt ca. 99,5 %
Slagg
Elektrolys
Extra rent koppar
- kopparhalt 99,99 %
KOPPARELEKTROLYS
Kopparn rör sig med hjälp
av elström från anoder till
moderplattor/katoder.
CuA -> CuK
Prosessen tar ca. 3 veckor.
Kopparanod
Elektrolyt
(genomströmningstid 3 timmar)
- kopparsulfat (CuSO4), vatten (H2O)
och svavelsyra (H2SO4)
Elektrolyskar
Anodslamm, som innehåller bl.a. guld (Au)
och silver (Ag). Dessa vidareförädlas från
slammet.
Moderplattor
(av rostfritt stål)
Moderplatta
Kopparkatoderna lösgöres
ur moderplattorna.
Kopparkatoder
Katodkopparn är mycket ren
(> 99,99 % Cu).
Den går till vidareförädlingen
eller säljes ut som sådan.
VIDAREFÖRÄDLING AV KOPPAR
+
Råmaterial
- katodkoppar 99,99 % Cu
- återvinningskoppar från egen
produktion och/eller utifrån
Smältning och legering
- färdig metalsmälta
Gjutning
- färdigt gjutämne till vidarebehandling
Varm- och kallbearbetning
Värmebehandling
- t ex glödgning
Slutbehandling
- slipning, borstning, skärning, beläggning
Färdig produkt t ex: